Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к способу глушения шума выхлопа преимущественно четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
Операции этого способа осуществляются устройствами, содержащими впускной и выпускной патрубки, камеру с перегородками, соединенными между собой промежуточными патрубками или отверстиями, расположенными соосно впускному патрубку или соосно друг другу, перегородки разделяют камеру на секции [1] .
Недостатком этого способа и устройств для его осуществления является сильная отрицательная связь между величиной заглушения шума выхлопа и величиной гидравлического сопротивления и, соответственно, величиной противодавления в выпускной системе ДВС и большие габариты устройства для достижения приемлемой величины заглушения.
Известен способ глушения шума выхлопа ДВС и устройство для его реализации путем преобразования пульсирующего потока выхлопных газов в нестационарную струю, в котором поток газов отсекают дискретными частями, направляют в общий объем, выравнивают давление газов и равномерно выпускают в окружающую среду. По сравнению с описанными способами глушения шума данный способ позволяет снизить противодавление на выпуске двигателя и повысить его мощность [2] .
Недостаток способа и устройства для его реализации повышенное противодавление в выпускной системе, приводящее к потери мощности двигателя по сравнению с двигателем без глушителя на 3% . Это объясняется тем, что масса газа поступающего в глушитель во внутренней и во внешней камерах тормозится, что приводит к росту энтропии газа и соответственно давлению в камерах или противодавлению в выпускной системе.
Цель изобретения - снижение противодавления, уменьшение габаритных размеров и повышение эффективности шумоглушения.
Поставленная цель достигается тем, что в способе глушения шума выхлопа ДВС, заключающемся в выравнивании переменного расхода выхлопных газов путем разбиения цикловой порции газов на две части, одну часть выхлопных газов подают в отдельную камеру и выпускают в окружающую среду, а другую часть газов направляют в другую камеру. После окончания процесса выпуска выхлопные газы направляют в первую камеру и выпускают в окружающую среду.
Операции заявленного способа могут быть осуществлены устройством, содержащим корпус, разделенный перегородкой на основную и демпфирующую полости, выпускной патрубок и размещенную в корпусе промежуточную трубу, выполненную заодно с впускным патрубком и имеющую на начальном участке окно, выходящее в основную полость. Промежуточная труба выполнена в виде спирали, ее открытый конец выходит в демпфирующую полость, а выпускной патрубок размещен в основной полости.
Выполнение операции разбиения выхлопных газов на две части, одна из которых подается в отдельную камеру и выпускается в окружающую среду, а другая часть газов с задержкой по времени направляется в другую камеру и после окончания процесса выпуска направляется в первую камеру и выпускается в окружающую среду, позволяет растянуть по времени процесс выпуска газов из устройства, что приводит к выравниванию давления в первой камере и уменьшению противодавления.
Кроме того, происходит дополнительное снижение давления за выпускным органом двумя волнами разрежения: волной, возникшей в результате поступления части газа в одну камеру и волной, возникающей в результате поступления другой части газа в другую камеру, причем с задержкой по времени.
Таким образом, в предлагаемом способе выравнивается переменный расход выхлопных газов во второй камере и последующем ее перетекании в первую камеру. Снижение противодавления обеспечивается тем, что первая часть выхлопных газов тормозится только в первой камере и из нее поступает в окружающую среду, а также в результате отражения исходной волны сжатия волнами разрежения от первой камеры и от второй камеры.
Известно применение устройств, содержащих промежуточную трубу с окном из начальном участке, но имеющих заглушенный конец, а также устройств, имеющих промежуточную трубу с окном, выполненную в виде спирали и имеющую открытый конец, но выходящий, как и окно в одну полость, и выпускной патрубок, размещенный в полости в которую поступает газ непосредственно от выпускного органа.
Однако нигде не использовалась промежуточная труба с окном и открытым концом, выходящие в разные полости для выравнивания пульсирующего потока газов и снижения противодавления. В то же время сочетание всех перечисленных признаков в заявляемых ранее устройствах для глушения шума не использовалось. Новый положительный сверхсуммарный эффект обусловлен тем, что отраженные от окна и открытого конца волны разрежения снижают давление за выпускным органом, а подача части газа в окружающую среду только через одну камеру, в которой давление выравнивается, а также подача второй части газа в эту же камеру с задержкой по времени приводят к снижению противодавления.
На фиг. 1 представлено устройство, реализующее операции заявляемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Устройство содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на основную 3 и демпфирующую 4 полости, выпускной патрубок 5, размещенный в основной полости, и размещенную в корпусе промежуточную трубу 6, выполненную в виде спирали заодно с впускным патрубком 7 и имеющую на начальном участке окно 8, выходящее в основную полость.
Операции заявляемого способа осуществляются следующим образом. Волна сжатия, возникшая в результате открытия выпускного органа движется по впускному патрубку 7. При достижении волны участка трубы с окном 8 происходит взаимодействие этой волны с окном, в результате чего образуется волна разрежения, движущаяся в обратном направлении к выпускному органу, и волна сжатия, движущаяся по промежуточной трубе к открытому концу. Волна разрежения, отразившаяся от окна 8 подходит к выпускному органу и понижает давление за ним. При прохождении волны через участок трубы с окном часть выхлопных газов попадает через окно в основную полость 3, где тормозится и выходит в окружающую среду через выпускной патрубок 5. При этом, благодаря тому, что не вся порция выхлопных газов попадает в основную полость повышение давления в нем незначительно. Волна сжатия, прошедшая участок трубы с окном, движется по достаточно длинной промежуточной трубе 6, выполненной с целью уменьшения габаритов спиралеобразной, доходит до открытого конца трубы и отражается волной разрежения, которая движется в обратном направлении и понижает давление на участке с окном и за выпускным органом. Часть выхлопных газов, увлеченная волной сжатия, поступает через открытый конец трубы 6 в демпфирующую полость 4 и там тормозится. После окончания поступления газов в демпфирующую полость, газы, находящиеся в ней, перетекают по промежуточной трубе 6 в основную полость, где тормозятся и выходят в окружающую среду через выпускной патрубок 5. Благодаря тому, что газ поступает в основную полость двумя частями, причем вторая с задержкой по времени, в течение которого первая часть газов успевает выйти в окружающую среду, давление в основной камере повышается незначительно, что определяет низкое противодавление. Низкое давление в основной камере, из которой происходит выпуск газов в окружающую среду, обусловливает низкий уровень шума.
Технические преимущества заявляемого способа глушения шума выхлопа четырехтактного ДВС и устройства для его осуществления в сравнении с базовым, в качестве которого был выбран глушитель двигателя ДМ-1, заключаются в снижении противодавления и уменьшении шума выпуска на 5 дБА.
Общественно-полезные преимущества заявляемого способа и устройства для его осуществления заключаются в улучшении экологических показателей (снижение уровня шума), повышении мощности и улучшении экономичности двигателя.
Сущность изобретения: разбиение цикловой порции выхлопных газов на две части, одну из которых подают в отдельную камеру и выпускают в окружающую среду, а другую - в другую камеру. После окончания процесса выпуска газы направляют в первую камеру и выпускают в окружающую среду. Устройство, реализующее заявленный способ, содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на основную 3 и демпфирующую 4 полости, выпускной патрубок 5, размещенный в основной полости, и размещенную в корпусе промежуточную трубу 6, выполненную в виде спирали заодно с впускным патрубком и имеющую на начальном участке окно 8, выходящее в основную полость. Открытый конец трубы 6 выходит в демпфирующую полость. Пониженное давление за выпускным органом обусловлено двумя волнами разрежения, отразившимися от окна 8 и открытого конца промежуточной трубы 6, и тем, что выхлопные газы поступают в основную полость 4 двумя частями, причем вторая часть поступает с задержкой по времени благодаря большой длине промежуточной трубы 6. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.
